Electrical and Electronics Commons^™

Distributed Control, Optimization, And State Estimation For Renewable Power System, Qiao Li

Electronic Theses and Dissertations

The traditional power systems are usually centralized systems, in which the control, operation and monitoring are performed by the centralized control center, e.g., SCADA. However, with the development of renewable energy, power systems are getting more and more distributed. So, it becomes necessary to establish the distributed power system operation methods for these power systems. In this research, the distributed techniques for the renewable power systems are proposed based on the consensus protocol technique from graph theory. These techniques cover the three important problems in power systems, i.e., economic dispatch, state estimation, and optimal power flow. First, the Distributed Economic …

Design, Manufacture, And Test Of A Hybrid Aerial-Ground Robotic Platform, William Garrett Willmon

Electronic Theses and Dissertations

A hybrid aerial-ground robotic platform allows for enhanced functionality combining most of the operational profiles of an aerial and ground vehicle with applications to intelligence, surveillance, reconnaissance (ISR), infrastructure inspection, emergency response, photography, etc. Motivated by this challenge, we designed, developed, and tested a prototype hybrid aerial-ground robotic vehicle capable of guidance, navigation, and control in the air and on the ground. The thesis focus is on the system design. As such, at first, we designed and analyzed the mechanical component to ensure durability. We then designed the electrical component to reduce overall weight and maximize battery life. We developed …

Analog & Digital Remote Synthesizer, Adam Brunner, Andrew Cihon-Scott, Scott Grisso, Linus Wright

Williams Honors College, Honors Research Projects

The purpose of this project is to develop and design an analog synthesizer musical instrument that integrates embedded digital hardware into the design to enable control from a remote source. The use of digital hardware enables the potential for a wide range of convenient features such as sound profile saving and loading, output recording functionality, and the ability to accept digital input from another musical instrument utilizing the Musical Instrument Digital Interface (MIDI). In addition to the synthesizer itself, this project also includes the design of a companion application that can be hosted on a wide variety of consumer computing …

Day-Ahead Offering Strategy In The Market For Concentrating Solar Power Considering Thermoelectric Decoupling By A Compressed Air Energy Storage, Shitong Sun, S. Mahdi Kazemi-Razi, Lisa G. Kaigutha, Mousa Marzband, Hamed Nafisi, Ameena Saad Al-Sumaiti

Articles

Due to limited fossil fuel resources, a growing increase in energy demand and the need to maintain positive environmental effects, concentrating solar power (CSP) plant as a promising technology has driven the world to find new sustainable and competitive methods for energy production. The scheduling capability of a CSP plant equipped with thermal energy storage (TES) surpasses a photovoltaic (PV) unit and augments the sustainability of energy system performance. However, restricting CSP plant application compared to a PV plant due to its high investment is a challenging issue. This paper presents a model to assemble a combined heat and power …

การจัดสรรแหล่งผลิตไฟฟ้าแบบกระจายหลายตำแหน่งในระบบจำหน่ายไฟฟ้าแบบเรเดียลโดยพิจารณาการลดการสูญเสียกำลังไฟฟ้าและการจำกัดปริมาณการรับซื้อไฟฟ้า, กฤตภาส เพียรวิบูลย์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ได้ศึกษาการหาขนาดที่เหมาะสมของแหล่งผลิตไฟฟ้าแบบกระจายหลายตัวในระบบจำหน่ายไฟฟ้าแบบเรเดียล และ ศึกษาผลกระทบของการลดการสูญเสียกำลังไฟฟ้าและการจำกัดปริมาณรับซื้อไฟฟ้าของระบบที่มีแหล่งผลิตไฟฟ้าแบบกระจายหลายตัว นอกจากนี้วิทยานิพนธ์ได้ศึกษาผลกระทบของการลดการสูญเสียกำลังไฟฟ้าและการจำกัดปริมาณรับซื้อไฟฟ้าของระบบที่มีแหล่งผลิตไฟฟ้าแบบกระจายหลายตัวร่วมกับเทคโนโลยีระบบกักเก็บพลังงาน กรณีศึกษาถูกแบ่งเป็น 3 ส่วน ดังนี้ กรณีศึกษาที่ 1 การเปรียบเทียบวิธีการจัดสรรแหล่งผลิตไฟฟ้า กรณีศึกษาที่ 2 ผลกระทบของวิธีการจัดสรรแหล่งผลิตไฟฟ้าเมื่อมีจำนวนแหล่งผลิตไฟฟ้าเพิ่มขึ้น และ กรณีศึกษาที่ 3 ผลการจำลองเวลาจริงของการหาค่าขนาดที่เหมาะสมของการจัดสรรแหล่งผลิตไฟฟ้า วิทยานิพนธ์ใช้ข้อมูลการผลิตไฟฟ้าของแหล่งผลิตไฟฟ้าแบบกระจายตัวจากการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย ข้อมูลความต้องการโหลดแบบผู้อยู่อาศัยและแบบเชิงอุตสาหกรรมจากการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค และ ระบบทดสอบ IEEE-33 บัส การจำลองหาขนาดที่เหมาะสมของแหล่งผลิตไฟฟ้า ใช้โปรแกรม Power Factory – DIgSILENT และ MATLAB ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าวิธีที่นำเสนอของวิทยานิพนธ์สามารถใช้แก้ปัญหาของการจัดสรรแหล่งผลิตไฟฟ้าแบบกระจายตัวเมื่อพิจารณาดรรชนีความอ่อนไหวที่มีค่ามากที่สุดในระบบ ผลการทดลองของกรณีศึกษาที่ 2 แสดงให้เห็นว่า ระบบไฟฟ้ามีจุดอิ่มตัวของค่าการลดลงของกำลังไฟฟ้าเมื่อมีการเพิ่มจำนวนการติดตั้งแหล่งผลิตไฟฟ้า โดยค่าการลดลงของกำลังไฟฟ้าไม่มีความแตกต่างทางนัยสำคัญที่จุดอิ่มตัว ผลการทดลองสำหรับกรณีศึกษาที่ 3 แสดงให้เห็นว่าการจัดสรรขนาดแหล่งผลิตไฟฟ้าแบบกระจายตัวเมื่อมีการพิจารณาการลดการสูญเสียกำลังไฟฟ้าและการจำกัดปริมาณการรับซื้อไฟฟ้า สามารถลดปริมาณเฉลี่ยการจำกัดปริมาณรับซื้อไฟฟ้าของระบบได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยที่มีพลังงานไฟฟ้าสูญเสียไม่แตกต่างกันระหว่างการพิจารณาการจำกัดปริมาณการรับซื้อไฟฟ้ากับไม่พิจารณาการจำกัดปริมาณการรับซื้อไฟฟ้า สำหรับการจัดสรรแหล่งผลิตไฟฟ้าแบบกระจายตัวเมี่อมีการใช้แหล่งผลิตไฟฟ้าแบบกระจายตัวและระบบกักเก็บพลังงาน ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าการจัดสรรขนาดแหล่งผลิตไฟฟ้าแบบกระจายตัวเมื่อมีการพิจารณาการลดการสูญเสียกำลังไฟฟ้าและการจำกัดปริมาณการรับซื้อไฟฟ้า สามารถลดปริมาณเฉลี่ยการจำกัดปริมาณรับซื้อไฟฟ้าของระบบได้อย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ไม่สามารถทำให้ระบบมีพลังงานไฟฟ้าสูญเสียต่ำกว่ากรณีการจัดสรรแหล่งผลิตไฟฟ้าแบบกระจายตัวเมื่อพิจารณาเฉพาะการลดการสูญเสียกำลังไฟฟ้าได้

Dales Objects: A Large Scale Benchmark Dataset For Instance Segmentation In Aerial Lidar, Nina M. Singer, Vijayan K. Asari

Electrical and Computer Engineering Faculty Publications

We present DALES Objects, a large-scale instance segmentation benchmark dataset for aerial lidar. DALES Objects contains close to half a billion hand-labeled points, including semantic and instance segmentation labels. DALES Objects is an extension of the DALES (Varney et al., 2020) dataset, adding additional intensity and instance segmentation annotation. This paper provides an overview of the data collection, preprocessing, hand-labeling strategy, and final data format. We propose relevant evaluation metrics and provide insights into potential challenges when evaluating this benchmark dataset. Finally, we provide information about how researchers can access the dataset for their use at go.udayton.edu/dales3d.

สถาปัตยกรรมระบบพลังงานอัจฉริยะแบบคลาวด์ ด้วยการประมวลผลเชิงกระจายในคลัสเตอร์ที่ร่วมสมาพันธ์การออร์เคสเตรตคอนเทนเนอร์, กิตติพัฒน์ แสงแก่นเพ็ชร์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอสถาปัตยกรรมระบบพลังงานอัจฉริยะแบบคลาวด์ ด้วยการประมวลผลเชิงกระจายและใช้เทคโนโลยีการร่วมสมาพันธ์การออร์เคสเตรตคอนเทนเนอร์ เทคโนโลยีคอนเทนเนอร์จะช่วยในการย้ายแอพลิเคชันและการปรับปรุงรุ่นแอพลิเคชันได้สะดวก โดยทั่วไปข้อมูลจากอุปกรณ์ไอโอทีต่าง ๆ จะรวมศูนย์การจัดเก็บข้อมูล และประมวลผลอยู่ที่ส่วนกลาง งานวิจัยนี้ได้นำสถาปัตยกรรมระบบการประมวลผลเชิงกระจาย ที่สามารถเร่งความเร็วการประมวลผลให้เร็วกว่าแบบรวมศูนย์ นอกจากนี้วิทยานิพนธ์นี้เสนอสถาปัตยกรรมระบบอื่น ๆ เพื่อเป็นประโยชน์เชิงการศึกษาความเป็นไปได้ของการประยุกต์ในทางปฏิบัติสำหรับการใช้เทคโนโลยีคอนเทนเนอร์ คิวเบอร์เนเทส และการร่วมสมาพันธ์คิวเบอร์เนเทส โดยได้นำเสนอการทดสอบสถาปัตยกรรมแบบต่าง ๆ และใช้ระบบทดสอบในโครงการความร่วมมือในการพัฒนาแพลทฟอร์มรองรับศูนย์กลางข้อมูลไอโอทีคลาวด์ หรือ IoTcloudServe@TEIN นอกจากนี้ได้ต่อยอดสถาปัตยกรรมระบบในโครงการ OF@TEIN++ ในการทดสอบการร่วมสมาพันธ์การออร์เคสเตรตคอนเทนเนอร์ระหว่างคลัสเตอร์ในความร่วมมือระหว่างมหาวิทยาลัยได้แก่ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ประเทศไทย มหาวิทยาลัยมาลายา ประเทศมาเลเซีย และ สถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีกวางจู ประเทศเกาหลีใต้ จากนั้นได้ต่อยอดสถาปัตยกรรมระบบต่อเนื่องในโครงการ OF@TEIN+++ เพื่อนำเสนอการจัดลำดับชั้นของการแบ่งทรัพยากรในการแยกกลุ่มภาระของคลัสเตอร์ที่ร่วมสมาพันธ์ และท้ายสุดได้นำเสนอแนวทางประยุกต์สถาปัตยกรรมในบริบทของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย

การวิเคราะห์การคำนวณพิกัดอัตราค่าไฟฟ้าฐานในโครงสร้างพิกัดอัตราค่าไฟฟ้าของประเทศไทย, นภัทร ภักดีสุวรรณ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

โครงสร้างอัตราค่าไฟฟ้าที่ดีจะสะท้อนถึงต้นทุนในการจัดหาไฟฟ้าที่เหมาะสมและเป็นธรรมทั้งในส่วนของผู้ผลิตไฟฟ้าและจัดจำหน่ายไฟฟ้า อย่างไรก็ตามอัตราค่าไฟฟ้าที่ใช้จัดเก็บจากผู้ใช้ไฟฟ้าอาจยังมีความไม่ชัดเจน ทำให้ไม่สามารถระบุที่มาของอัตราค่าไฟฟ้าและสะท้อนถึงสถานะทางการเงินที่แท้จริงของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) การไฟฟ้านครหลวง (กฟน.) และการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.) ได้ เช่น ต้นทุนในการก่อสร้างโรงไฟฟ้า ระบบสายส่ง ระบบจำหน่าย และ ค่าการผลิตพลังงานไฟฟ้า เป็นต้น วิทยานิพนธ์นี้จึงได้วิเคราะห์การคำนวณพิกัดอัตราค่าไฟฟ้าฐานในโครงสร้างพิกัดอัตราค่าไฟฟ้าให้สามารถสะท้อนถึงต้นทุนที่ชัดเจนมากยิ่งขึ้น โดยมีการพิจารณาถึงอัตราค่าพลังงานไฟฟ้าแยกตามเขตพื้นที่เพื่อทำให้การไฟฟ้าทั้ง 3 แห่ง สามารถปรับปรุงอัตราค่าไฟฟ้าใหม่ให้สอดคล้องกับต้นทุนของการไฟฟ้าในแต่ละพื้นที่ได้มากยิ่งขึ้น

กลยุทธ์การจัดสรรแบบเหมาะที่สุดของการผลิตพลังงานร่วมที่มีตัวกักเก็บพลังงานความร้อนและแบตเตอรี่สำหรับระบบจัดการพลังงานภายในอาคารภายใต้ความไม่แน่นอนของความต้องการโหลดไฟฟ้า, ปะริชาดา ไตรรัตน์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอกลยุทธ์การจัดสรรพลังงานแบบเหมาะที่สุดของระบบจัดการพลังงานภายในอาคาร ที่มีกำลังสำรองพร้อมจ่าย ตัวกักเก็บพลังงานความร้อน และตัวกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ ภายใต้ความไม่แน่นอนของความต้องการโหลด โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อลดต้นทุนการดำเนินการรวม และการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์รวม ซึ่งกำหนดเป็นรูปแบบการดำเนินงานเชิงเศรษฐศาสตร์แบบเหมาะที่สุด และการดำเนินงานเชิงสิ่งแวดล้อมแบบเหมาะที่สุด ตามลำดับ การจัดสรรพลังงานอาศัยการทำนายความต้องการโหลดไฟฟ้าในการวางแผนเพื่อปรับกลยุทธ์ การทำนายความการโหลดไฟฟ้าใช้แบบจำลองโครงข่ายประสาทเทียม ซึ่งประกอบด้วย 2 แบบ ได้แก่ แบบจำลองสำหรับวันทำการ และแบบจำลองสำหรับวันสุดสัปดาห์ หลังจากนั้น เรานำเสนอแนวทางการออกแบบขนาดตัวกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ที่เหมาะสม เพื่อประยุกต์ใช้กับระบบจัดการพลังงานภายในอาคาร การทดลองเชิงตัวเลขอาศัยข้อมูลห้างสรรพสินค้าขนาดใหญ่แห่งหนึ่งที่มีขนาดความต้องการโหลดไฟฟ้าสูงสุด 24 เมกะวัตต์ พบว่า ขนาดตัวกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ 4.2 เมกะวัตต์ชั่วโมง จะให้ต้นทุนการดำเนินการรวมมีค่าต่ำสุด เมื่อทดลองกับระบบจัดการพลังงานภายในอาคารที่เสนอใหม่ และเปรียบเทียบกับระบบจัดการพลังงานภายในอาคารก่อนหน้า ซึ่งไม่มีกำลังสำรองพร้อมจ่าย และตัวกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ พบว่า ระบบที่เสนอใหม่มีต้นทุนการดำเนินการรวมลดลงร้อยละ 9.68 และการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์รวมลดลงร้อยละ 0.25 สำหรับกรณีที่มีความไม่แน่นอน และต้นทุนการดำเนินการรวมลดลงร้อยละ 1.26 สำหรับกรณีที่ระบุ จะสังเกตว่า ตัวกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่เป็นองค์ประกอบสำคัญในการลดการซื้อพลังงานไฟฟ้าจากโครงข่ายไฟฟ้าได้ นอกจากนี้ เราพิจารณาการดำเนินงานอเนกประสงค์แบบเหมาะที่สุด เพื่อหาความสัมพันธ์ระหว่างต้นทุนการดำเนินรวม กับการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์รวม เรานำเสนอการทำให้เป็นบรรทัดฐานของฟังก์ชันวัตถุประสงค์ และกำหนดฟังก์ชันอเนกประสงค์ เป็นผลรวมเชิงเส้นของฟังก์ชันวัตถุประสงค์ทั้งสอง เมื่อทดลองเชิงตัวเลข พบว่าความสัมพันธ์มีรูปแบบเป็นสมรรถนะการแลกเปลี่ยน กล่าวคือ เมื่อการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์รวมมีค่าต่ำที่สุด ต้นทุนการดำเนินการรวมจะมีค่าสูงที่สุด ในขณะที่เมื่อต้นทุนการดำเนินการรวมมีค่าต่ำที่สุด การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์รวมจะมีค่าสูงที่สุด ผลลัพธ์นี้ช่วยให้เลือกจุดทำงานของระบบจัดการพลังงานภายในอาคารได้ รวมไปถึงวิเคราะห์การไหลของพลังงานสำหรับการดำเนินงานอเนกประสงค์แบบเหมาะที่สุด ผลการทดลองเชิงตัวเลขแสดงให้เห็นว่า เมื่อกำหนดให้ตัวถ่วงน้ำหนักมีค่าเท่ากับ 0.9 ระบบที่เสนอใหม่มีต้นทุนการดำเนินการรวมลดลงร้อยละ 7.33 แต่การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์รวมเพิ่มขึ้นร้อยละ 4.27

Using Case Studies In Engineering Ethics Education: The Case For Immersive Scenarios Through Stakeholder Engagement And Real Life Data, Diana Adela Martin, Eddie Conlon, Brian Bowe

Articles

Our contribution is part of a broader study conducted in cooperation with the national accreditation body Engineers Ireland that examined the conceptualisation and education of ethics in engineering programmes in Ireland. The paper is a qualitative examination of the use of case studies in engineering ethics education and includes 23 engineering programmes from 6 higher education institutions in Ireland. The qualitative study aims to determine (RQ1) how cases are selected, (RQ2) the goals envisioned for engineering ethics case instruction, (RQ3) the characteristics of the scenarios employed and (RQ4) the preferred application by instructors. A first finding notes the diverse set …

Mixed Carrier Communication For Sixth-Generation Networks :, Ahmed Fahmy Mahmoud Hussein

Legacy Theses & Dissertations (2009 - 2024)

Recently, research on sixth-generation (6G) wireless networks has gained significant interest. By 2030, it is expected that 6G will introduce revolutionary applications and services. Thus, 6G is likely to expand across all available spectrum, including terahertz (THz) and optical frequency bands. Although 5G will offer a massive upgrade to the spectrum, the technology does not provide solutions to support a vast multitude of services and devices simultaneously.Motivated by the heterogeneity of wireless technologies, devices, and services, the Mixed Carrier Communication (MCC) concept is introduced for the first time. MCC is a novel concept that supports the 6G vision by enabling …

Mechanically Reconfigurable Materials And Devices Based On Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenide Layers, Emmanuel Okogbue

Electronic Theses and Dissertations, 2020-2023

The recent advances in electronic technologies are geared towards a combination of continued miniaturization in device components and their integration onto unconventional platforms. These efforts are aimed towards achieving electronic devices with various form factors and novel functionalities which are unattainable from traditional devices. Among these envisioned 'futuristic' technologies, electronic devices which are mechanically reconfigurable and operable under harsh operational conditions in the form of stretching, twisting and folding offer tremendous amount of unparalleled opportunities. This dissertation studies two-dimensional (2D) transition metal dichalcogenide (TMDs), a distinct class of materials with peculiar optical, electrical and mechanical properties for mechanically reconfigurable electronics. …

Sensing Population Distribution From Satellite Imagery Via Deep Learning:Model Selection, Neighboring Effects, And Systematic Biases, Xiao Huang, Di Zhu, Fan Zhang, Tao Liu, Xiao Li, Lei Zou

Geosciences Faculty Publications and Presentations

The rapid development of remote sensing techniques provides rich, large-coverage, and high-temporal information of the ground, which can be coupled with the emerging deep learning approaches that enable latent features and hidden geographical patterns to be extracted. This article marks the first attempt to cross-compare performances of popular state-of-the-art deep learning models in estimating population distribution from remote sensing images, investigate the contribution of neighboring effect, and explore the potential systematic population estimation biases. We conduct an end-to-end training of four popular deep learning architectures, i.e., VGG, ResNet, Xception, and DenseNet, by establishing a mapping between Sentinel-2 image patches and …

Network Function Virtualization Technology Adoption Strategies, Abdlrazaq Ayodeji Adeyi Shittu

Walden Dissertations and Doctoral Studies

Network function virtualization (NFV) is a novel system adopted by service providers and organizations, which has become a critical organizational success factor. Chief information officers (CIOs) aim to adopt NFV to consolidate and optimize network processes unavailable in conventional methods. Grounded in the diffusion of innovation theory (DOI), the purpose of this multiple case research study was to explore strategies chief information officers utilized to adopt NFV technology. Participants include two CIOs, one chief security information officer (CSIO), one chief technical officer (CTO), and two senior information technology (IT) executives. Data were collected through semi-structured telephone interviews and eight organizational …

Coordinated Control For Dc Energy Hubs Involving Ders, Evs, And Subway Systems, Rohama Ahmad

Dissertations and Theses

No abstract provided.

Adaptive Uplink Data Rate Prediction And Networkselection In A Vehicular Mobile Channel, Georgi Nikolov

Theses

The rapid acceleration into the digital age brings a worldwide interconnectedness of an unprecedented level. This interconnectedness transforms the modern transportation network by linking its infrastructure components (e.g., signaling systems, traffic control systems, maintenance systems) together. Intelligent transportation systems (ITS) can utilize this newly emerged network infrastructure, improving traffic safety, traffic control, and reducing transportation-related environmental impacts, changing the way drivers, businesses and governments deal with road transport. It is expected that in the near future self-aware vehicles (e.g., trains, cars or trucks) will constitute the majority of the transportation infrastructure. Vehicles need to be able to reliably communicate critical …

Quality Assurance Of Lightweight Structures Via Phase-Based Motion Estimation, Ikenna E. Ifekaonwu

College of Graduate Studies: Theses & Dissertations

In recent years, lightweight structures have become mature and adopted in various applications. The importance of quality assurance cannot be overemphasized hence extensive research has been conducted to assess the quality of lightweight structures. This study investigates a novel process that exploits motion magnification to investigate the damage characteristics of lightweight mission-critical parts. The goal is to assure the structural integrity of 3D printed structures and composite structures by determining the inherent defects present in the part by exploiting their vibration characteristics. The minuscule vibration of the structure was recorded with the aid of a high-speed digital camera, and the …

Assessment Of Cable Length Limit For Effective Protection By Z-Source Circuit Breakers In Dc Power Networks, Ruiyun Fu, Sagar Bhatta, Joseph M. Keller, Yucheng Zhang

Electrical & Computer Engineering Faculty Publications

This paper introduces groundbreaking research on how to assess the Cable Length Limit (CLL) to ensure effective protection by Z-source Circuit Breakers (ZCBs) in DC power networks. It has been revealed that the line parameters of power cables have a significant impact on the cutoff performance of ZCBs. The question of assessing the CLL has been raised as an unsolved problem. In this paper, a method of CLL assessment is proposed based on physical models and simulation tests. To verify the proposed method, two studies were performed to assess the Cable Length Limits depending on fault levels and power delivery …

A General Framework For Characterizing And Evaluating Attacker Models For Cps Security Assessment, Christopher S. Deloglos, Christopher Deloglos

Theses and Dissertations

Characterizing the attacker’s perspective is essential to assessing the security posture and resilience of cyber-physical systems. The attacker’s perspective is most often achieved by cyber-security experts (e.g., red teams) who critically challenge and analyze the system from an adversarial stance. Unfortunately, the knowledge and experience of cyber-security experts can be inconsistent leading to situations where there are gaps in the security assessment of a given system. Structured security review processes (such as TAM, Mission Aware, STPA-SEC, and STPA-SafeSec) attempt to standardize the review processes to impart consistency across an organization or application domain. However, with most security review processes, the …

Perovskite Thin Films Annealed In Supercritical Fluids For Efficient Solar Cells, Gilbert Annohene

Theses and Dissertations

In the field of photovoltaics, scientists and researchers are working fervently to produce a combination of efficient, stable, low cost and scalable devices. Methylammonium lead trihalide perovskite has attracted intense interest due to its high photovoltaic performance, low cost, and ease of manufacture. Their high absorption coefficient, tunable bandgap, low-temperature processing, and abundant elemental constituent provide innumerable advantages over other thin film absorber materials. Since the perovskite film is the most important in the device, morphology, crystallization, compositional and interface engineering have been explored to boost its performance and stability. High temperatures necessary for crystallization of organic-inorganic hybrid perovskite films …

Ieee Access Special Section Editorial: Trends And Advances In Bio-Inspired Image-Based Deep Learning Methodologies And Applications, Peter Peer, Carlos M. Travieso-Gonzalez, Vijayan K. Asari, Malay Kishore Dutta

Electrical and Computer Engineering Faculty Publications

Many of the technological advances we enjoy today have been inspired by biological systems due to their ease of operation and outstanding efficiency. Designing technological solutions based on biological inspiration has become a cornerstone of research in a variety of areas ranging from control theory and optimization to computer vision, machine learning, and artificial intelligence. Especially in the latter few areas, biologically relevant solutions are becoming increasingly important as we look for new ways to make artificial systems more efficient, intelligent, and overall effective.

Integration Of Robotic And Electro-Pneumatic Systems Using Advanced Control And Communication Schemes, Chinmay Kondekar

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Modern industrial automation systems are designed by interconnecting various subsystems which work together to perform a process. The thesis project aims to integrate fragmented subsystems into a flexible and reconfigurable system through advanced communication protocols and perform a process to demonstrate the effectiveness of interconnected systems.

The system consists of three six-axis robots, one electro-pneumatic robot, and two conveyors connected using EthernetIP communication and hardwired connections. The interconnected system works together to perform machining of a workpiece using advanced control methods of CAD to robot path generation, central control through a PLC, and process control through HMI.

Standardized programming blocks …

Mitigating Sinkhole Attack On Low-Power And Lossy Networks With Traffic Aware Scheduling Algorithm Using Dual Parent Mechanism, Tay Zar Bhone Maung

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Low-Power and Lossy Networks (LLN) are networks where all the routers and IoT devices are working on a limited power, memory, and computational energy. Due to the constrained structures of LLN networks such as limited resources, lossy connection and lack of physical security, security attacks can occur when routing in an LLN network. The Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks (RPL) was developed to meet the needs of multiple applications in the fields of Wireless Sensor Networks (WSN) and Internet of Things (IoT). Some sensor nodes in a RPL network are not strong enough to withstand a variety of …

Development Of A Hybrid-Electric Aircraft Propulsion System Based On Silicon Carbide Triple Active Bridge Multiport Power Converter, Cole M. Ivey

Theses and Dissertations--Electrical and Computer Engineering

Constrained by the low energy density of Lithium-ion batteries with all-electric aircraft propulsion, hybrid-electric aircraft propulsion drive becomes one of the most promising technologies in aviation electrification, especially for wide-body airplanes. In this thesis, a three-port triple active bridge (TAB) DC-DC converter is developed to manage the power flow between the turbo generator, battery, and the propulsion motor. The TAB converter is modeled based on the emerging Silicon Carbide (SiC) Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET) modules operating at high switching frequency, so the size of the magnetic transformer can be significantly reduced. Different operation modes of this hybrid-electric propulsion drive …

Special Power Electronics Converters And Machine Drives With Wide Band-Gap Devices, Yibin Zhang

Theses and Dissertations--Electrical and Computer Engineering

Power electronic converters play a key role in power generation, storage, and consumption. The major portion of power losses in the converters is dissipated in the semiconductor switching devices. In recent years, new power semiconductors based on wide band-gap (WBG) devices have been increasingly developed and employed in terms of promising merits including the lower on-state resistance, lower turn-on/off energy, higher capable switching frequency, higher temperature tolerance than conventional Si devices. However, WBG devices also brought new challenges including lower fault tolerance, higher system cost, gate driver challenges, and high dv/dt and resulting increased bearing current in electric machines.

This …

A Two-Level Information Modelling Translation Methodology And Framework To Achieve Semantic Interoperability In Constrained Geoobservational Sensor Systems, Paul Stacey

Doctoral

As geographical observational data capture, storage and sharing technologies such as in situ remote monitoring systems and spatial data infrastructures evolve, the vision of a Digital Earth, first articulated by Al Gore in 1998 is getting ever closer. However, there are still many challenges and open research questions. For example, data quality, provenance and heterogeneity remain an issue due to the complexity of geo-spatial data and information representation.

Observational data are often inadequately semantically enriched by geo-observational information systems or spatial data infrastructures and so they often do not fully capture the true meaning of the associated datasets. Furthermore, data …

Charge Transport, Conductivity And Seebeck Coefficient In Pristine And Tcnq Loaded Preferentially Grown Metal Organic Frameworks, Xin Chen, Kai Zhang, Zeinab Mohammed Hassan, Engelbert Redel, Helmut Baumgart

Electrical & Computer Engineering Faculty Publications

This investigation on Metal-Organic Framework (MOF) HUKUST-1 films focuses on comparing the undoped pristine state and with the case of doping by TCNQ infiltration of the MOF pore structure. We have determined the temperature dependent charge transport and p-type conductivity for HKUST-1 films. Furthermore, the electrical conductivity and the current-voltage characteristics have been characterized in detail. Because the most common forms of MOFs, bulk MOF powders, do not lend themselves easily to electrical characterization investigations, here in this study the electrical measurements were performed on dense, compact surface-anchored metal-organic framework (SURMOF) films. These monolithic, well-defined, and (001) preferentially oriented MOF …

Hard Hat Ambient Liability Observer (Halo), Hunter Hykes, Nathan Kish, Brian Thomson

Williams Honors College, Honors Research Projects

Capturing workplace incident information is a growing area of concern for most companies. To assist with this, the design team proposed the H.A.L.O. This design uses time-of-flight sensors connected to LEDs to create a proximity-based hazard warning system. It also records incident data using an accelerometer and micro-SD card. This helps workers avoid some of the most common workplace injuries, slips, trips, and falls and accidental collisions.

Students have created a design with engineering, and marketing requirements that accomplish this task. The proposed design allows for this monitoring and mitigation systems to be attached to hard hats. Team members developed …

Electronic Locking Mechanism, Nicholas Tamburrino

Williams Honors College, Honors Research Projects

The electronic locking mechanism project will include an Arduino microcontroller to control inputs and outputs such as a keypad, an RFID reader, a stepper motor, and an LCD screen. The keypad and RFID reader will be used to verify the authorization for anyone coming through the locked door, the stepper motor will be used to physically lock and unlock the door, and the LCD screen will display the state of the locking mechanism.

Design Project: Smart Headband, John Michel, Jack Durkin, Noah Lewis

Williams Honors College, Honors Research Projects

Concussion in sports is a prevalent medical issue. It can be difficult for medical professionals to diagnose concussions. With the fast pace nature of many sports, and the damaging effects of concussions, it is important that any concussion risks are assessed immediately. There is a growing trend of wearable technology that collects data such as steps and provides the wearer with in-depth information regarding their performance. The Smart Headband project created a wearable that can record impact data and provide the wearer with a detailed analysis on their risk of sustaining a concussion. The Smart Headband uses accelerometers and gyroscopes …